盾構施工盾尾油脂的管理

方俊生

摘要： 針對盾構施工的日益普及,盾尾密封油脂在盾構隧道建設中需求不斷增大的背景,分析了盾尾油脂密封原理,概括了施工中所用盾尾油脂類型及其性能要求,研究了盾尾油脂的耐水壓密封性、揮發性和泵送性測試方法,為進一步規范盾尾油脂性能評價標準提供了參考.

關鍵詞; 盾構盾尾油脂盾尾密封性能

中圖分類號：U455.43文獻標識碼：A 文章編號：

Abstract: according to the rising popularity of shield tunnel, shield tail sealing grease in shield tunnel construction in increasing demand analyzed the background, oil seal shield tail principle, summarizes the construction of the oil type and the shield performance requirements, the tail of the hydraulic oil shield resistance sealing, volatile and pumping sex test methods, for the purpose of further regulating the performance evaluation standard oil shield provides reference.

Key words; Shield shield tail oil shield tail the sealing performance

近十年來我國的軌道交通事業發展十分迅猛，盾構法施工由于自動化程度高、節省人力、施工進度快、安全性能高、不受氣候影響、開挖時可控制地面沉降、減少對地面建筑物的影響和在水下開挖時不影響水面交通等特點，得到了廣泛的應用，該技術涉及的學科比較多，不但有機械還有液壓、電氣、信息傳輸等，技術含量極高。因此施工過程中各個環節的管理尤其重要，特別是在廣州等南方地區復雜的地質條件更顯重要。

盾尾密封是盾構施工中一個關鍵環節，只有良好的盾尾密封管理，才能確保盾構施工的安全和效率。一般盾構法施工使用的盾構機在盾尾筒體內壁都裝有三道不銹鋼絲刷，在裝上混凝土管片后結就形成了兩道密封倉，盾尾油脂就注于其間。結合施工過程中的一些做法，本文對盾尾油脂管理環節進行簡單的介紹。

1、始發前盾尾刷油脂的涂抹

盾尾刷初次涂抹油脂時必須使用手抹型的盾尾油脂。盾尾刷初次油脂的涂抹需盡量均勻足量，在操作時須將盾尾油脂團置入尾刷各層間的最底部，保證尾刷縫隙和每層之間添有密實的油脂。在盾尾油脂涂抹過程中，要避免向油脂中添加過多汽油等有機溶劑稀釋后使用，防止盾尾油脂物理特性發生較大改變而影響油脂涂抹的質量。始發前對尾刷逐塊逐層進行檢查。

2、始發前對盾尾油脂各注入點檢查

在盾構機完成組裝后，必須在負環管片安裝前對盾構機盾尾油脂注入系統進行全面的調試和檢查。在調試過程中，要密切觀察盾尾油脂腔內各個油脂注入點的油脂擠出情況和泵送壓力的差異。在始發前必須完全排除盾尾油脂注入系統存在的故障和隱患，使其性能達到最佳狀態，盡量確保各個油脂孔的出脂都是比較均勻。

3、負環拼裝后充填盾尾油脂

在負環完成安裝后，向盾尾油脂倉內注入足量的泵送型的盾尾油脂，要求油脂能完全充填盾尾油脂倉。可在負環管片吊裝孔處于盾尾油脂倉位置時，打穿負環管片吊裝孔觀察油脂擠出情況來判斷盾尾油脂的充填程度。

4、盾尾油脂的選擇

盾尾油脂的要根據環境溫度適應范圍較廣的產品，要在能在溫度變化較大的情況下能保持油脂的稠度、粘度和可泵送性。避免使用冬季稠度會變得過大，夏季又變得很稀的產品。如必要的情況下，可結合季節的變化，選用不用物理特性的產品，確保盾尾油脂正常使用性能的發揮。盾尾油脂要求粘附力和密封性能要好，在使用過程中，需保證一定壓力無漏水，并抗磨損、抗流失性強。在泵送過程中，在管內無滯留無堵塞。產品穩定，抗老化，抗氧化，在質保期內無離析，無干縮。

在使用過程中，隧道值班工程師和跟班的機修工要密切觀察盾尾油脂泵送的情況，杜絕設備故障對油脂注入的影響以及于油脂的質量和性能不能滿足要求而造成盾尾倉油脂不足情況的發生。

5、盾尾油脂注入的控制

盾尾刷與管片的摩擦消耗的油脂與掘進速度成正比，必須選擇適合的注入頻率，才可以確保盾尾油脂的充填效果。如果掘進速度過快，而注脂頻率過低，將造成注入盾尾的密封油脂在單位時間內不能滿足其消耗量。若不及時調整油脂泵注脂率，則盾尾刷內的油脂量和注入油脂的壓力不能及時密封盾尾，勢必造成尾刷的密封效果減弱，形成盾尾滲漏。

因此，結合盾尾油脂設備的情況，采用正確方法補充油脂是十分重要的。從第一項目部兩臺三菱盾尾機的情況來看，考慮到管片外壁質量,管片姿態和組裝質量等問題，一般在2R~3R要補充一次，單孔油脂注入時間約為36s。在曲線段時和高水壓區段注入頻率要達到1R補充一次。

但發生漏漿后必須進行漏漿處局部打油脂。當發生嚴重滲漏或竄漿現象時,在有條件的情況下，要清除盾尾油脂倉內的雜物。從內圈開始 ，從上往下在內圈單孔打油脂，把相鄰孔逆止閥打開至干凈油脂溢出后停機，再從溢出孔處繼續打油后把相鄰孔打開，依次環向進行一周。完成內圈清除后，再在外圈進行上述操作。

在推進過程，要求值班工程師要密切觀察盾尾情況，發現漏水或漏砂立即停機，集中點位注脂（前艙后艙都要注）。發現油脂泵注打量、壓力或泵有故障必須立即停機處理后才能繼續推進。

在盾構機掘進施工過程中，可結合工程地質情況，每推進200～300環進行一次油脂倉的檢查。確保油脂倉內的油脂充填情況。

盾尾油脂在掘進或靜止過程中均可以注入，但在推進的同時進行盾尾油脂注入時，可能會產生一些油脂消耗。因此，在常規情況下，應盡可能在盾構機完成一環掘進后，在管片拼裝時進行盾尾油脂的注入。在這種靜止狀態下可以確保盾尾油脂的注入質量，同時也可以節約油脂的用量。在掘進過程中，也可讓盾構機暫時停止推進，補充油脂后再繼續掘進。

6、重視盾構姿態控制和管片拼裝質量

掘進過程中一定要做好姿態控制，嚴格控制盾構推進的糾偏量, 盡量使管片四周的盾尾間隙均勻一致, 減輕管片對盾尾刷的擠壓程度；根據開挖工作面地層情況應適時調整掘進參數，盡可能避免急轉、急糾的發生。嚴格控制管片組裝時的千斤頂伸縮量, 避免盾構產生后退損壞盾尾刷。

做好管片選型管理，提高管片的拼裝質量，防止出現盾尾間隙單邊過大或過小以及管片錯臺的情況。這些方面都可以有效的減少盾尾油脂的消耗，同時保證盾尾密封的性能。

7、注漿控制

同時，在盾構始發時，更需要配合好對始發時注漿的時機、一般在盾尾進入洞門50cm～100cm后，開始進行同步注漿。盡可能在盾尾進入洞門2m左右再進行洞門封堵的管片注漿。掘進過程也嚴格控制注漿壓力防止注漿壓力過大漿液擊穿盾尾而形成漏漿通道。避免出現需進行大量的油脂注入才能封堵漏漿通道的情況發生。

7、管片粘貼海綿條

在每塊盾構管片的外緣四周粘貼適合寬度的海綿條，可以明顯的消除各個管片間拼裝后形成的縫隙。從而可以有效的減少盾尾油脂的消耗和盾尾刷與管片間漏漿通道的形成。

經過多次試驗粘貼海綿條以來，結合掘進過程中盾尾的注脂進行管理。以往盾構機在掘進過程中盾尾漏漿的現象避免了，施工環境得到改善，施工的績效得到提高，盾尾油脂的使用量大大降低，不但降低了施工風險，而且節約施工成本。

管片粘貼海綿條

以上是在施工過程中所采用的一些具體做法，很多方法是在經過多次反復試驗應用，有效的解決了相關的施工問題，提高了作業效率。在今后的施工中，我們還將繼續的總結和研究，進一步改進和加強盾構施工管理工作，不斷提高盾構法的施工技術水平。

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。